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  • 序文

2009年03月18日

第一回 宇宙戦闘艦の設計について(準備編)

 第一回目

 今回は宇宙船の設計について考察していきたいと思います。
 宇宙船といっても今あるような「宇宙にちょっといってきて戻ってくるだけ」のものではなく、宇宙で戦い、そしてパトロールや偵察などを行えるフネを考えて見ましょうというのがこの内容です

  ①現在の宇宙船では
 まず現在の宇宙船で議論されるのは「速度」です。
 なぜなのかと言われますと、まず宇宙船が宇宙で天体の周回軌道に入らなくてはいけないという問題があるためです。
 ニュートン力学により、天体からある程度はなれて速度を出すならばその周囲を回るようになります。
 そのため、地球から打ち上げて地球も周りを巡るには秒速7.9km~秒速11kmでの速度を出してあげなければいけません。
 その際にロケットで投入予定軌道まで一気に速度を稼がなければいけないわけです。
 しかし、元々宇宙に宇宙船があった場合で、そして宇宙空間を動力飛行するような場合はどうなるでしょうか。

②宇宙空間での航行では何を前提にするか
 宇宙空間における状況によりますが、この回ではまず天体近傍での宇宙空間を想定します。
 宇宙機を動かす場合に必要になるのは「推進剤噴射速度」及び「推力」です。この2つが宇宙機の性能を決めます。
 推進剤噴射速度とは文字のとおり推進剤を噴射する速度であり、現用の化学推進剤では、それが燃焼した後にできる物質を噴射する能力で、核動力ロケットなどでは推進剤を原子力の熱で温めて、あるいは核爆発時に一緒に放出する速度です。
 推力とは物体を動かす能力であり、1kgものに1m/s^2の加速度をつける単位でニュートン(n)とあらわされます。
 さて前置きが長くなりましたが、たとえば速度がある程度大きくても、速度の変化率(加速度)が小さければ速度は0から最高速度までに上がる時間が長くなります。ですが加速度が大きな場合ですと、速度の変化が大きいためにそれだけ最高速度まであがる時間が短くてすみます。
 これらのことを考えていくと
 Ⅰ.推力
 Ⅱ.推進剤噴射速度
 Ⅲ.加速度
 Ⅳ.加速度がかかったときの質量
 の4つがまず設定項目になければいけません。

 次の回では次世代の宇宙船として脚光を浴びるであろう核動力宇宙船での設計について述べて生きたいと思います
 それでは


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